Google значительно повысила качество спутниковых карт

Спасибо спутнику Landsat 8

<sup>Старые карты Google Maps: район Центрального парка Нью-Йорка [1]

Новые карты Google Maps</sup>

Каждые несколько месяцев Google обновляет спутниковые карты Google Maps и Google Earth, добавляя новые спутниковые фотографии и улучшая методы обработки. Например, три года назад компания научилась составлять безоблачную мозаику неба ^[2].

Сегодня Google провела самое большое обновление ^[3] спутниковых карт за последние несколько лет, используя снимки со спутника Landsat 8.

Спутник дистанционного зондирования Земли Landsat 8 ^[4] выведен на орбиту в феврале 2013 года. Он делает фотографии с разрешением 15/30/100 метров на точку. Сенсоры Operational Land Imager (OLI) и Thermal InfraRed Sensor (TIRS) имеют более высокое отношение сигнал-шум (SNR) и позволяют снимать до 12 бит на точку. Сенсор OLI получает изображения в девяти диапазонах видимого света и ближнего инфракрасного диапазона, а TIRS — в двух диапазонах дальнего (теплового) ИК. Точность позиционирования инструментов составляет 12 и 41 метр, соответственно.

Google сообщает, что в новой базе спутниковых фотографий не только используются более качественные снимки, но также применяются новые техники обработки и склеивания фотографий. Не последнюю роль в этом сыграли и более качественные исходные данные, ведь в новом спутнике Landsat 8 используются длинные линейные массивы фотодатчиков, снимающие сразу всю ширину поля зрения спутника — 185 километров.

Усовершенствована техника составления безоблачной мозаики, так что бесшовная мозаика в целом стала более чёткой и ясной. Это важное улучшение, ведь ежедневно облака закрывают около 70% земной поверхности ^[5].

Новые фотографии улучшают качество только спутниковых фотографий среднего и общего плана (зум от 0 до 12), но не самые детальные фотографии городов на максимальном зуме, которые поставляют другие частные и государственные спутники, в том числе от DigitalGlobe.

Несмотря на это, разница в качестве потрясающая.

Ледник Колумбия на Аляске

Город Детройт, США

Швейцарские Альпы

Набор инструментов Landsat 8 гораздо более продвинутый, чем у Landsat 7 — и это сразу видно на фотографиях, которые отличаются лучшей детализацией, более насыщенными цветами. Кроме того, Landsat 8 отличается беспрецедентной частотой обновления снимков: каждый день он снимает почти вдвое большую территорию, чем Landsat 7 (400 сцен в сутки у Landsat 8 против 250 сцен в сутки у Landsat 7).

Google признаётся, что все последние годы составляла мозаику спутниковых карт только из фотографий Landsat 7, который после аппаратного сбоя ^[6] 2003 года начал присылать некачественные данные — фотографии с большими диагональными белыми полосами. Например, вот как выглядят фотографии одной и той же территории в американском городе Оклахома-Сити в 2000 и 2003 годах.

Оклахома-Сити, 9 июля 2000 года

Оклахома-Сити, 20 сентября 2003 года

Фотографии с такими полосами сложнее склеивать в единую мозаику.

Для обработки использовались стандартные программные интерфейсы Earth Engine API, доступные в том числе для сторонних исследователей. Те же API использовались учёными для составления интерактивных карт изменения лесного покрытия планеты ^[7] и карт рисков распространения малярии ^[8].

Мозаику всей поверхности нашей планеты Google составила из фотографий Landsat 8 общим объёмом примерно 1 петабайт, совокупным разрешением 700 триллионов пикселей. Для сравнения, это количество пикселей примерно в 7000 раз больше, чем предполагаемое количество звёзд в нашей галактике Млечный путь, или в 70 раз больше, чем предполагаемое количество галактик во Вселенной.

Для склеивания 1 петабайта фотографий Google понадобилось более 6 миллионов часов процессорного времени: задача почти неделю обсчитывалась на кластере из 43 000 компьютеров в вычислительном облаке Google.

Озеро Балхаш, Казахстан

Город Бразилиа, Бразилия

С сегодняшнего дня новые спутниковые фотографии открыты во всех картографических продуктах Google, в том числе на спутниковом слое Google Maps.

Автор: alizar

Источник ^[9]